一种具有层状构型组织的超高强钢及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有层状构型组织的超高强钢及其制备方法，属于高强韧低成本钢铁材料制备技术领域。该钢由相成分呈层状分布特征的超细铁素体/马氏体双相组织组成，相邻层片的马氏体相含量具有明显差异，并由此形成三维周期性堆垛结构。该组织是通过对普通碳素钢进行搅拌摩擦加工得到，通过调控加工过程工具的转速、行进速度、倾斜角度以及外部冷却条件，将加工区峰值温度控制在两相区内，最终在加工区得到性能优异、具有分层构型的超高强高塑性钢。搅拌摩擦加工参数与分层结构的几何特征参数有确切的数学关系。本发明专利技术提出的组织构型能够提升现有低碳钢铁材料的强塑性匹配，所涉及的方法具有简单易用、成本低廉、节能环保的优点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有层状构型组织的超高强钢及其制备方法


[0001]本专利技术属于高强韧低成本钢铁材料制备
，具体涉及一种具有层状构型组织的超高强度钢及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢铁材料作为应用最为广泛的结构材料，其迭代是各种先进制造业发展的基石。为了顺应节能减排、节约资源和可持续发展目标，钢铁材料正在向轻质、高强和低成本的方向发展，这就要求钢铁材料具有超高强度、超薄厚度和尽可能低的合金含量，因此，先进高强钢(AHSS)应运而生。铁素体/马氏体双相(DP)钢作为先进高强钢的代表，因其强度高、屈强比低和加工硬化能力突出等优点成为目前用量最大、应用最成熟的钢种。然而，从现有商用DP钢的开发状况来看，当强度不断提升，尤其达到1GPa以上的超高强度时，DP钢的塑性损失非常显著，均匀延伸率已不足7％(Materials Science and Engineering:A,2019.754:p.535
‑
555；Journal of Materials Engineering and Performance,2019.28:p.208本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有层状构型组织的超高强钢，其特征在于：该超高强钢具有层状构型组织，所述层状构型组织是由相成分呈层状分布特征的超细铁素体/马氏体双相组织组成。2.根据权利要求1所述的具有层状构型组织的超高强钢，其特征在于：该超高强钢是采用搅拌摩擦加工获得，所得到的层状构型组织具有三维周期性堆垛结构，具体为：在加工工具的行进方向以及法向，软区和硬区均呈周期性交替排布方式；所述软区和硬区的内部结构均为铁素体和马氏体，两相平均晶粒尺寸为0.3μm
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1μm；其中：所述软区的马氏体含量较低，体积分数为55％
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70％，所述硬区的马氏体含量较高，体积分数为85％
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97％。3.根据权利要求1所述的具有层状构型组织的超高强钢，其特征在于：该超高强钢的层状构型组织中，在加工工具法向每层厚度为5
‑
30μm；在加工工具行进方向每层宽度50
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800μm，横向每层长度1
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3mm。4.根据权利要求1所述的具有层状构型组织的超高强钢的制备方法，其特征在于：该方法是以普通碳素钢为原材料，通过对其进行搅拌摩擦加工得到所述具有层状构型组织的超高强度钢；所述搅拌摩擦加工采用的搅拌头材质为金属陶瓷，成分为Ti(C,N)/NiCrMoAlTi，搅拌头自由端设计为半球状凸起结构，球面半径为5
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12毫米。5.根据权利要求4所述的具有层状构型组织的超高强度钢的制备方法，其特征在于：所述普通碳素钢的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鹏，王志伟，倪丁瑞，张昊，吴利辉，马宗义，肖伯律，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：